Первые трехшарнирные рамы из прямолинейных элементов изготовлялись с фанерными накладками в карнизных узлах. Такие рамы применялись в производственных сельскохозяйственных зданиях. Достоинство таких рам в технологичности изготовления сопряжения ригеля со стойкой, путем склеивания накладок из бакелизированной фанеры на эпоксидном клее. Однако, надежность таких соединений невелика, ввиду того, что в клеевых швах по плоскостям склеивания накладок с древесиной имели место значительные внутренние напряжения от циклических температурно-влажностных деформаций при эксплуатации, которые усугублялись различием деформационных характеристик древесины и фанеры, волокна которых были в различных напряжениях. Затем были разработаны рамы с биссектрисным стыком в карнизном узле на зубчатый шип, который нарезался на концах ригеля и стойки через все сечения. Сечение стойки и ригеля имели переменное сечение и могли изготавливаться из одного клеенного пакета путем диагональной распиловки, чем обеспечивалась требуемая высота в карнизном узле.
Простота в технологии изготовления рам с такими узлами весьма заманчива. Однако, как показали исследования, соединение ригеля со стойкой биссектрисным стыком на зубчатый шип также не надежно. Конструкция узла предопределяет неравномерность напряжений по биссектрисному сечению усугубляющееся концентрацией напряжений. Дальнейшие иследования в части обеспечения надежности карнизного стыка показали, что рациональной областью применения клееных деревянных рам из прямолинейных элементов являются сборно-разборные рамы с монтажным стыком в карнизе на металлических деталях с вклеенными стержнями. Благодаря возможности сборки в карнизном узле, рама может быть выполнена из прямолинейных отправочных марок, что обеспечивает возможность транспортировки в отдаленные районы. Однако нетехнологичность и трудоемкость такого соединения не позволяют использовать эти конструкции в массовом строительстве.
Реальной альтернативой рамам из прямолинейных элементов стали гнутоклеенные рамы, производство которых в 80-е годы составляло 20-25% от всего объема выпускаемых конструкций в СССР. Высокая технологичность изготовления полурам, надежность этих конструкций в эксплуатации, простота монтажа компенсировало несколько более высокую стоимость. Повышенная стоимость гнутоклееных полурам обуславливалась тем, что из-за малого радиуса кривизны в карнизной зоне, клееный пакет набирался из досок 19-24мм. А использование таких досок ведет к повышенному расходу древесины, клея и трудозатрат.
Недостатком гнутоклееных рам является то, что при строительстве требуется организация карнизного узла здания для крепления стеновых панелей и карнизных плит, а также несколько усложняется связевая система, обеспечивающая продольную устойчивость здания. Это объясняется наличием сжатой зоны по внутренней кромке рам в карнизной зоне. В то же время сжатая зона в ригеле находится, как у изгибаемых элементов, выше нейтральной оси и система связей и прогонов размещена по верху сечения.
© Арленинов «Конструкции из дерева и пластмасс»
